中国中西医结合影像学杂志   2024, Vol. 22 Issue (4): 375-378
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健康成年人肾脏磁共振弹性成像及其弹性值测量可行性的初步研究 [PDF全文]
袁杰 , 王辉 , 王国年 , 徐慧慧 , 侯逸轩 , 王娇燕 , 詹松华
上海中医药大学附属曙光医院影像医学科, 上海 201203
摘要目的: 探讨磁共振弹性成像(MRE)评估健康成年人肾脏弹性值测定的可行性。方法: 前瞻性招募22例肝肾功能正常无相关疾病的健康成年人,采用联影3.0 T MRI测定双肾弹性值,由2位医师对MRE图像进行评估,分别测定双侧肾脏弹性值,测量结果行Bland-Altman分析。计算正常肾脏平均弹性值,并分析左、右肾弹性值差异及不同性别间的肾脏弹性值差异。结果: 2位医师测得的肾弹性值有很好的一致性(P>0.05)。双肾实质平均弹性值为(5.37±0.26)kPa,其中左肾(5.38±0.27)kPa,右肾(5.35±0.29)kPa,差异无统计学意义(t=-0.311,P>0.05)。男性和女性双肾平均弹性值差异无统计学意义(t=-0.871,P>0.05)。结论: MRE可用于测定双肾弹性值,测量值准确且重复性好。
关键词肾脏    磁共振成像    弹性成像    弹性值    
Feasibility of assessing kidney elasticity by magnetic resonance elastography in healthy volunteers
YUAN Jie , WANG Hui , WANG Guonian , XU Huihui , HOU Yixuan , WANG Jiaoyan , ZHAN Songhua
Department of Imaging, Shuguang Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China
Abstract: Objective: To evaluate the feasibility of magnetic resonance elastography (MRE) in evaluating kidney elasticity in healthy adults. Methods: This prospective study recruited 22 healthy volunteers with normal liver and kidney function and no associated diseases. All subjects underwent 3.0 T MRI scan. Two radiologists evaluated MRE images, and the elasticity values of bilateral kidneys were measured separately. Bland-Altman analysis was performed on the measured results. The average elasticity of a normal kidney was calculated. The differences in elasticity between the left kidney and right kidney and between male and female were analyzed. Results: The elasticity values measured by two radiologists had a good consistency (P>0.05). The mean elasticity value of parenchyma of bilateral kidneys was (5.37±0.26)kPa, that of the left and right kidney was (5.38±0.27)kPa and (5.35±0.29)kPa, respectively, with no significant difference (t=-0.311, P>0.05). There was no significant difference in the mean elasticity value between males and females (t=-0.871, P>0.05). Conclusion: MRE can be used to measure the elasticity value of bilateral kidneys with satisfactory repeatability and accuracy.
Key words: Kidney    Magnetic resonance imaging    Elastography    Elasticity    

磁共振弹性成像(magnetic resonance elastography,MRE)能无创反映组织的生物力学特性,对显示组织硬度具有重要作用[1]。弹性值是一种MRE的定量指标。MRE主要应用于肝脏纤维化的研究[2],随着技术的发展,其已在甲状腺[3]、乳腺[4]、头颅[5]和胰腺[6]研究中广泛应用,但在肾脏疾病研究中的应用尚处于起步阶段。国外仅10例有关健康成年人的肾脏MRE研究[7],国内未见相关研究。因此,本研究对健康成年人行MRE扫描并测定双肾弹性值,为MRE在肾脏疾病诊断评估中的进一步应用和研究提供参考依据。

1 资料与方法 1.1 一般资料

2022年9—12月,前瞻性地招募健康成年人22例,男、女各11例;年龄23~33岁,平均(27.00±2.86)岁;平均BMI(21.21±2.63)kg/m2。纳入标准:1个月内肝肾功能各项指标在正常范围内;无肾脏疾病、基础疾病及全身性疾病;无MRI禁忌证。排除标准:1个月内肝肾功能各项指标有任何一项不在正常范围内;既往有肝肾疾病、基础疾病和其他全身疾病;有幽闭恐惧症;心脏起搏器植入术后;孕妇。该研究经医院伦理委员会批准(2020-822-29-01),受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

使用联影uMR790 3.0 T MRI成像仪和32通道体部相控阵表面线圈。受检者取俯卧位,扫描前禁食、禁水4 h,检查前排空小便。扫描范围覆盖肾脏。先行常规T1WI和T2WI轴位扫描,后行MRE扫描。MRE扫描所用控制器及驱动器均由Resoundant公司提供。主控制室置于操作间外,产生60 Hz的波。驱动器直径约19 cm,腹带固定于肾区,用于传递波。由穿过墙体的塑料管连接控制器与驱动器。图像定位在双侧肾门水平。采用SE-EPI序列,TR/TE 1 000.2 ms/44.6 ms,层厚10 mm,层数4,视野420 mm×420 mm,选择肾脏最大层面扫描,层厚10 mm,获取4张横断位图像。扫描完成后自动生成横断位肾脏波形图和弹性图。先将驱动器置于左肾区扫描,后行右肾区扫描。

1.3 图像分析

扫描完成后通过直接反演拟合算法后台自动生成波形图(32幅)和弹性图(4幅)的灰度图和伪彩图。测量前,由2位分别具有8、10年诊断经验的腹部影像医师对MRE波形图及弹性图进行评价。22例MRE图像均满意。2位医师独立在MRE弹性图上勾画ROI,尽可能覆盖肾脏,避开肾窦脂肪。取2位医师测定的平均值作为肾脏的平均弹性值。

1.4 统计学分析

应用MedCalc软件和SPSS 19.0软件行数据分析。利用Kolmogorov-Smirnov检验对计量资料行正态性检验,符合正态分布的以x±s表示。应用MedCalc软件对2位医师测定的弹性值行Bland-Altman分析。应用独立样本t检验分析左、右肾弹性值差异和不同性别间的弹性值差异。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 2位医师测量值的一致性分析

2位医师采集数据的可重复性评估行Bland-Altman分析(图 1)。2位医师测定左肾弹性值的方差为-0.074 kPa,95%CI(-0.233~0.085 kPa)(P=0.343);右肾弹性值的方差为-0.143 kPa,95%CI(-0.303~0.017 kPa)(P=0.080)。2位医师对肾脏弹性值的测量具有很好的一致性,可重复性好。

注:图 1a为左肾,图 1b为右肾 图 1 2位医师测量左、右肾弹性值的Bland-Altman分析

2.2 双肾弹性值比较

双肾弹性值4.85~5.72 kPa,平均(5.37±0.26)kPa;左肾4.73~5.79 kPa,平均(5.38±0.27)kPa;右肾4.58~5.72 kPa,平均(5.35±0.29)kPa(图 2)。左、右肾间弹性值差异无统计学意义(t=-0.311,P=0.757)。

注:男,26岁。图 2a为左肾幅度图;图 2b为左肾弹性图,弹性值为4.92 kPa;图 2c为右肾幅度图;图 2d为右肾弹性图,弹性值为5.27 kPa 图 2 健康成年人肾脏磁共振弹性成像图

2.3 不同性别双肾弹性值比较(表 1
表 1 不同性别双肾弹性值比较(kPa,x±s

不同性别间年龄及BMI的差异均无统计学意义(t=0.413,P=0.687;t=1.361,P=0.189)。不同性别间的双肾平均弹性值及左、右肾平均弹性值差异均无统计学意义(均P>0.05)。

3 讨论

MRE可无创反映组织的生物力学特性(弹性)[8],其通过体外激励装置使剪切波在组织内连续动态传播而产生振幅,造成组织微小位移和形变,利用MRI脉冲序列对组织微小改变进行成像,得到相位图和波形图,应用后处理软件生成定量成弹性图,并测定组织的弹性值。

MRE已应用于肝脏、胰腺、前列腺、乳腺和头颅等部位多种疾病的诊断,其中在肝脏纤维化中的研究较成熟。肝脏纤维化的形成伴随大量胶原蛋白的沉积,导致肝脏硬度增加,MRE可用于肝脏的纤维化分级[9-10]。而MRE在肾纤维化中的应用属于起步阶段。慢性肾病是以肾脏纤维化为主要生物学基质的肾脏弥漫性病变。肾纤维化导致正常肾单位功能丧失,大量成纤维细胞及肌纤维细胞增生,肾脏组织弹性下降,硬度增加。由于肾实质细胞损害,炎细胞浸润,小管上皮的再生能力丧失,间质毛细血管的完整性受到损害,从而引起肾脏组织结构的重建,导致肾功能丧失[11]。早期发现并精准评估肾纤维化程度对临床早期干预和选择合适的治疗方法具有重要作用。肾脏活检是目前评估肾纤维化程度的主要手段,安全性尚可,但仍存在一定局限性,其为侵入性手术。因此,临床上探索无创、可靠、定量评估肾纤维化的方法非常重要。

目前,超声弹性成像已开始应用于肾脏纤维化的评估[12],但其受主观影响大,加之肾脏位置较深,影响剪切波的传导,因此对肾纤维化的评估具有一定的局限性。而MRE不受声窗限制、检测结果稳定、对操作者依赖小,具有较高的临床应用价值。因此,MRE有望成为反映肾脏硬度、评估肾纤维化程度的有效无创检查方法。一项动物实验研究表明,MRE可无创定量大鼠肾脏硬度,正常大鼠肾皮质平均弹性值约3.87 kPa,而肾钙质沉着症模型大鼠的弹性值明显增高[13]。Korsmo等[14]研究证实,MRE可检测猪肾动脉狭窄引起的肾髓质纤维化,且髓质硬度与组织学测定的狭窄性肾脏纤维化程度相关。Chauveau等[15]研究发现,MRE衍生的肾脏弹性值可为异体肾移植患者提供重要预后信息。有学者对10例年轻健康成年人行肾脏MRE检查,结果表明正常成年人肾实质的平均弹性值在45和76 Hz时分别为4.90和9.40 kPa[7]。但国内有关肾脏健康成年人MRE弹性值测定的研究未见报道。本研究对22例健康成年人行肾脏MRE检查,均取得了满意的波形图和弹性图,正常成年人肾实质的平均弹性值在60 Hz时为(5.37±0.26)kPa,其中左肾(5.38±0.27)kPa,右肾(5.35±0.29)kPa,差异无统计学意义(P>0.05),且男性和女性肾脏弹性值(双肾平均弹性值及左、右肾平均弹性值)差异均无统计学意义(均P>0.05)。

本研究评估了2位医师测量值的可重复性,且左、右肾的弹性值测定均达到可重复性好的标准;表明虽然不同医师主观经验和临床经验不同,但测量的肾脏弹性值重复性好、测量结果可靠。

本研究的不足之处:样本量小,年龄分布集中;后续需进一步增加样本量,进行不同年龄段分组研究。

综上所述,应用MRE测定肾脏硬度具有很好的可行性,不同测量者间测量的一致性很好,可重复性高,因此MRE可用于肾脏硬度的临床研究,为肾脏疾病的研究提供新方法。

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